Estamos acostumbrados a los truenos y relámpagos aquí en la Tierra. Pero, ¿cómo serían en otro planeta? Sabemos que en otros mundos del sistema solar caen rayos, por ejemplo, alto en las nubes de Júpiter o durante las tormentas de polvo en Marte. Ahora, los astrónomos están pensando en los rayos en planetas más allá del sistema solar y en sus efectos sobre los signos de vida en esos planetas.
En un nuevo trabajo de investigación aceptado en la revista Astronomía y Astrofísica, un equipo de astrobiólogos investigó cómo los rayos podrían cambiar algunas de las biofirmas (signos químicos de vida) que podríamos buscar en otros mundos. En general, los resultados tienen matices, al igual que la compleja atmósfera que experimentamos aquí en la Tierra. Resulta que los rayos pueden amplificar algunas firmas biológicas y enmascarar otras. Esto ofrece pistas para encontrar vida extraterrestre y complica nuestras observaciones.
Los relámpagos nos aparecen como un destello brillante, generalmente durante una gran tormenta, y son causados por la electricidad en la atmósfera que se descarga entre las nubes o hacia el suelo. También “influye en la química de las atmósferas planetarias, incluida, como todos sabemos, la de la Tierra”, explica el coautor. Edward Schwieterman, astrobiólogo de la Universidad de California, Riverside. Incluso un rayo puede tener Jugó un papel en cómo comenzó la vida en nuestro planeta.—Los astrobiólogos creen que podría haber reunido algunas de las moléculas que eventualmente se convirtieron en aminoácidos en nuestros cuerpos.
La cantidad de rayos que ocurren en un planeta depende de una gran variedad de factores, incluida la cantidad de agua que hay en la atmósfera y qué tan caliente (o fría) es. Y si hay suficientes rayos, podría cambiar significativamente lo que sucede en la atmósfera. Esto es particularmente crítico para los astrobiólogos que planean buscar sustancias químicas específicas que indiquen que hay biología extraterrestre en planetas más allá del sistema so lar.
“Gran parte del trabajo que la gente realiza sobre las biofirmas atmosféricas de exoplanetas es muy teórico, basado puramente en modelos computacionales”, añade Nick Wogan, astrónomo de la NASA Goddard no afiliado al nuevo trabajo. Sin embargo, este equipo de investigación combinó experimentos prácticos de laboratorio y simulaciones por computadora para estudiar cuántas sustancias químicas diferentes se producen y se ven afectadas cuando cae un rayo. Descubrieron que el resultado depende del tipo de atmósfera y de la cantidad de rayos que se producen.
¿Qué señales de vida buscan los astrobiólogos?
Algunas sustancias químicas particularmente interesantes para la biología son el amoníaco, el metano, el ozono y el óxido nitroso. Los científicos no conocen una manera amoníaco se puede producir sin procesos biológicos, y Óxido nitroso es un producto común del metabolismo de las bacterias. El metano es muy comúnmente producido por la vida aquí en la Tierra, incluso cuando los humanos queman combustibles fósiles y las vacas eructany ozono Es una buena señal de que una atmósfera contiene oxígeno, que los humanos necesitamos para respirar. Si estas sustancias químicas se detectan en un planeta lejano, existe la posibilidad de que exista vida en ese mundo, lo que lo convierte en un importante objetivo de interés para futuras investigaciones.
En el nuevo estudio, el equipo demostró que los rayos no pueden producir amoníaco, metano u óxido nitroso por sí solos, lo que hace que esos químicos sean señales de vida aún más confiables. También demostraron que no puede producir monóxido de carbono, a veces llamado anti-biofirma, porque su presencia significa que probablemente no existe vida allí, lo que significa que no descartaremos un planeta habitado como muerto y lleno de monóxido de carbono solo porque tiene rayos.
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Sin embargo, los rayos podrían dificultar la detección del ozono. Es decir, un planeta con sólo unas pocas veces más rayos que la Tierra podría tener sus firmas de ozono ocultas por los efectos de los rayos.
¿Cuándo veremos estas señales?
En realidad, observar la química y los rayos en un exoplaneta rocoso similar a la Tierra sigue siendo un objetivo para el futuro y algo que aún no hemos hecho. “Aún tenemos que identificar la presencia de una atmósfera en un planeta rocoso templado como la Tierra, aunque hasta ahora se han examinado pocos planetas”, explica Schwieterman. La mayoría de los planetas rocosos que conocemos tener Los astros estudiados hasta ahora están lo suficientemente cerca de sus estrellas como para que sus atmósferas desaparezcan, quemadas por la intensa radiación de sus soles.
Sin embargo, los astrónomos están logrando avances tangibles hacia la observación de planetas verdaderamente similares a la Tierra. El Observatorio de los mundos habitables, cuyo lanzamiento está previsto para la década de 2040, estará diseñado para buscar firmas biológicas. La investigación para comprender las atmósferas y sus numerosos factores (incluidos los rayos) “será clave cuando los futuros telescopios comiencen a buscar gases con firma biológica en exoplanetas del tamaño de la Tierra”, añade Wogan.
“En general, el efecto de los rayos sobre las biofirmas no parece ser demasiado motivo de preocupación”, dice el autor principal Patrick Barth, astrónomo de la Universidad de Stuttgart. Los rayos, añade, son sólo “otro dato más que hay que tener en cuenta cuando se observa un exoplaneta”.